Выбор и обоснование выбора метода сборки. Схема сборки и сварки

Сборкой называется технологический процесс последовательного соединения и скрепления деталей между собой прихватками или в сборочном приспособлении для образования отправочного элемента.

Технологическим процессом сборки металлоконструкции определяется последовательность выполнения сборочных операций с применением приспособлений и инструментов.

Он должен удовлетворять следующим требованиям:

1) Соблюдение полной последовательности сборки конструкции.

2) Применение инструмента и приспособлений, повышающих производительность труда сварщиков.

3)  Полная согласованность сборочных операций и операций по сварке.

4) Проведение работниками ОТК операционного контроля качества сборки.

5) Соблюдение правил техники безопасности при выполнении установочных операций и приёмов сборки.

 

В зависимости от сложности сварной конструкции, её конфигурации, программы выпуска, типа производства и способа сварки, сборку можно выполнять:

1) По разметке при помощи простейших универсальных приспособлений: струбцин, планок, скоб с клиньями с последующей прихваткой. Применяются в индивидуальном производстве.

2) По первому изделию, если его конфигурация позволяет использовать его как шаблон. Применяется в мелкосерийном производстве при использовании тех же средств, что и при разметке.

3)На универсальных приспособлениях – плитах с пазами, снабжённых упорами, фиксаторами и различными зажимными устройствами, позволяющими собирать однотипные, но разные по габаритам изделия. Применяется в мелкосерийном и серийном производстве.

4) При помощи шаблонов, накладываемых на мелкие детали или собираемых вместе с ними на время прихватки. Применяется в серийном и массовом производстве.

5) По выступам и углублениям наштампованных деталей из тонколистовых материалов. Используется в массовом производстве при точечной и шовной сварке.

6) На специальных стендах и приспособлениях. Применяется в крупно серийном и массовом производстве.

 

Возможны следующие схемы технологического процесса сборки и сварки:

1) Сборка узла или конструкции с последующей сваркой.

2) Последовательная сборка и сварка.

3) Сборка и сварка узлов, а затем сборка и сварка конструкции из узлов.

Для сварки воздухоохладителя предлагаю применять схему № 3 (см. приложение 1)

Применение узловой сборки чаще всего ограничивается грузоподъёмностью транспортных средств на заводе, цехе, монтажной площадке, либо тем, что квантование изделия затруднено.

По третьей схеме изготавливаются сложные пространственные конструкции крупных габаритов. По этой схеме сборки и сварки общая деформация всей конструкции получается меньше т. к. жёсткость узлов всегда больше чем в отдельной детали, проще правка, улучшение качества и снижение трудоёмкости. Применение в сварке металлоконструкций стандартных узлов не только сокращают цикл изготовления в два – три раза, но и снижает их стоимость.

При этом качество сварных конструкций получается выше за счёт высокого качества узлов изготовленных в специализированном производстве.

По третьей схеме предоставляется возможность производить параллельно сборку и сварку отдельных узлов, что сокращает производственный цикл изготовления всей конструкции.

 

 

5. 2 Выбор сборочного оборудования и оснастки.

 

Для сборки разрабатываемой конструкции, предлагаю применить следующее оборудование:

1) Гидравлическая струбцина, снабженная двумя зажимными гидроцилиндрами, одним выравнивающим и одним стягивающим. Назначение: сборка продольных стыков цилиндрических обечаек под сварку.

2)Два вращателя сварочных горизонтальных двухстоечных модели       

М-31050А. Предназначены для поворота конструкции в удобное для сварки положение.

Технические характеристики:

Наибольший крутящий момент на оси вращения, Н*м___________1000

Наибольшая грузоподъёмность, кг____________________________2000

Диаметр сварных круговых швов, мм ____________________100 – 1900

Высота центров, мм________________________________________1000

Угол поворота крестовины, градус __________________________± 360

Частота вращения крестовины, об/мин____________________0,05 – 2,5

Регулировка частоты вращения крестовины___плавное бесступенчатое

Ход пиноли задней стойки, мм________________________________170

Сварочный ток при ПВ 100%, А______________________________1000

Ток питающей сети:

- Род__________________________________переменный трёхфазный

- Частота, Гц_______________________________________________50

- Напряжение, В _______________________________________380/220

- Мощность электродвигателя привода вращения, кВт___________1,0

Габаритные размеры, мм __________________________6000*1600*1800

Масса, кг _________________________________________________1070

 

Для сборки узлов коробчатого типа предлагаю использовать УСП (универсальная сборочная плита) размером 1500*1500 в количестве одной штуки.

Для сборки узла 4 использую вращатель сварочный универсальный

М-11020.

Технические характеристики:

Наибольший момент центра тяжести изделий относительно опорной плоскости планшайбы, Н*м _____________________________________100

Диаметр свариваемых круговых швов, мм__________________125 – 630

Частота вращения шпинделя, об/мин________________________0,1- 5,0

Регулировка частоты вращения шпинделя ____плавная бесступенчатая

Угол наклона планшайбы, градусы_____________________________135

Угол поворота планшайбы, градусы __________________________± 360

Ток сварочный при ПВ 100%, А _______________________________500

Род тока питающей сети ___________________переменный трёхфазный

Частота, Гц__________________________________________________50

Напряжение, В __________________________________________380/220

Мощность электродвигателя, кВт _____________________________0,18

Габаритные размеры, мм ____________________________700*882*630

Масса без блока управления, кг________________________________152

Масса блока управления, кг____________________________________14

 

5. 3 Свариваемость основного металла.

Так как воздухоохладитель работает в агрессивной среде, применяются соответствующие материалы, т.е. коррозонностойкая сталь 12Х18Н10Т. Эта аустенитная хромоникелевая сталь помимо коррозионной стойкости обладает хорошей свариваемостью, так как легирование этих сталей построено таким образом, что их аустенитная структура сохраняется неизменной в широком интервале температур – от плавления до глубокого холода. Отсутствие превращения аустенита в мартенсит упростило технологию сварки, нет необходимости в предварительном и сопутствующем подогреве и в последующей термической обработке с целью повышения пластичности сварных соединений. Сложностью сварки таких сталей является предупреждение образования в шве и околошовной зоне горячих трещин, а также склонности к межкристаллитной коррозии.

Содержание углерода в этой стали, превышает предел растворимости 0,02 – 0,03 % в аустените, поэтому после быстрого охлаждения углерод зафиксирован в твёрдом растворе в состоянии неустойчивого равновесия, причём в основном у границ зёрен, так как является ликвирующим элементом, повторный нагрев стали при сварке приводит к увеличению подвижности атомов углерода.

 Наиболее эффективным способом устранения склонности нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии является введение стабилизирующих элементов, имеющих большее сродство к углероду, чем хром. Стойкость к межкристаллитной коррозии увеличивается и при аустенитно-ферритной структуре металла.

Другой проблемой, с которой приходится сталкиваться при сварке изделий из стали 12Х18Н10Т является повышенная склонность к образованию горячих трещин. Образование горячих трещин обусловлено низкими деформационной стойкостью и межкристаллитной прочностью металла шва или околошовной зоны при высоких температурах, и развитием растягивающих напряжений в сварном соединении в момент минимальной прочности и пластичности. Склонность к образованию горячих трещин в швах при сварке стали типа 12Х18Н10Т больше, чем при сварке углеродистых конструкционных сталей, что обусловлено меньшей теплопроводностью и большим коэффициентом линейного расширения этой стали. Поэтому при одинаковой толщине свариваемого металла температура центра шва, при которой возникает в нём растягивающие напряжения выше, а время начала возникновения после завершения кристаллизации – меньше в аустенитном металле шва, чем в низкоуглеродистом не легированном. Двухфазная структура шва с содержанием феррита до 5%, уменьшение содержания вредных примесей сварочных материалов, тщательная очистка деталей от грязи, смазок, органических соединений перед сваркой уменьшают вероятность образования горячих трещин. Кроме того, сварку необходимо выполнять при минимальной погонной энергии, не допускать перегрева металла сварочной ванны, предупреждать повторный нагрев одного и того же участка шва, что обеспечивается непрерывным процессом сварки или, в случае необходимости повторного нагрева, следует выполнять следующий проход только после полного остывания.